DE102019215754A1 - Method of operating a current sensor and current sensor - Google Patents
Method of operating a current sensor and current sensor Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019215754A1 DE102019215754A1 DE102019215754.8A DE102019215754A DE102019215754A1 DE 102019215754 A1 DE102019215754 A1 DE 102019215754A1 DE 102019215754 A DE102019215754 A DE 102019215754A DE 102019215754 A1 DE102019215754 A1 DE 102019215754A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- resistor
- measuring resistor
- measuring
- voltage drop
- determined
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/14—Measuring resistance by measuring current or voltage obtained from a reference source
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/20—Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
- G01R1/203—Resistors used for electric measuring, e.g. decade resistors standards, resistors for comparators, series resistors, shunts
Abstract
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betrieb eines Stromsensors (10), der einen ersten Messwiderstand (20), einen zweiten Messwiderstand (22) sowie einen Referenzwiderstand (36) aufweist, wobei der erste Messwiderstand (20) und der zweite Messwiderstand (22) in Reihe zwischen einem ersten Anschluss (16) und einem zweiten Anschluss (18) des Stromsensors (10) angeordnet sind, und wobei der Referenzwiderstand (36) in einem ersten Messzustand vom ersten Messwiderstand (20) und vom zweiten Messwiderstand (22) elektrisch getrennt ist und der Referenzwiderstand (36) in einem zweiten Messzustand elektrisch parallel zum ersten Messwiderstand (20) geschaltet ist, mit folgenden Schritten:a) im ersten Messzustand Ermitteln des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand (20) und des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand (22) und Bestimmen des Verhältnisses des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand (20) und des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand (22),b) im zweiten Messzustand Ermitteln des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand (20), des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand (22) sowie des Spannungsabfalls am Referenzwiderstand (36) und Bestimmen des elektrischen Widerstandes des ersten Messwiderstandes (20) und Bestimmen des elektrischen Widerstandes des zweiten Messwiderstandes (22) aus den ermittelten Spannungsabfällen, dem elektrischen Widerstand des Referenzwiderstandes (36) und dem im ersten Messzustand bestimmten Verhältnis der Spannungsabfälle des ersten Messwiderstandes (20) und des zweiten Messwiderstandes (22).Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Stromsensor (10) zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for operating a current sensor (10) which has a first measuring resistor (20), a second measuring resistor (22) and a reference resistor (36), the first measuring resistor (20) and the second measuring resistor (22) in series are arranged between a first connection (16) and a second connection (18) of the current sensor (10), and wherein the reference resistor (36) is electrically separated from the first measuring resistor (20) and the second measuring resistor (22) in a first measuring state, and the reference resistor (36) is electrically connected in parallel to the first measuring resistor (20) in a second measuring state, with the following steps: a) in the first measuring state determining the voltage drop across the first measuring resistor (20) and the voltage drop across the second measuring resistor (22) and determining the Ratio of the voltage drop across the first measuring resistor (20) and the voltage drop across the second measuring resistor (22), b) in the second measuring state, Ermitte In the voltage drop across the first measuring resistor (20), the voltage drop across the second measuring resistor (22) and the voltage drop across the reference resistor (36) and determining the electrical resistance of the first measuring resistor (20) and determining the electrical resistance of the second measuring resistor (22) from the determined voltage drops, the electrical resistance of the reference resistor (36) and the ratio of the voltage drops of the first measuring resistor (20) and the second measuring resistor (22) determined in the first measurement state. The invention also relates to a current sensor (10) for carrying out such a method.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Stromsensors sowie einen Stromsensor.The invention relates to a method for operating a current sensor and a current sensor.
In vielen Anwendungen, insbesondere im Fahrzeugbereich, ist es erforderlich, die auftretenden Ströme sehr exakt zu ermitteln bzw. zu messen. Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise Verfahren sowie Sensoren bekannt, bei welchen die Stromstärke über den Spannungsabfall über ein im Strompfad angeordneten Messwiderstand ermittelt wird. Hierzu ist es erforderlich, dass der elektrische Widerstand des Messwiderstands sehr genau bekannt ist. Im Fahrzeugbereich ist es des Weiteren erforderlich, dass unabhängig von der Temperatur oder äußeren Einflüssen über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs bzw. des Sensors eine möglichst exakte Messung sichergestellt ist.In many applications, especially in the vehicle sector, it is necessary to determine or measure the currents that occur very precisely. Methods and sensors are known from the prior art, for example, in which the current intensity is determined via the voltage drop across a measuring resistor arranged in the current path. For this it is necessary that the electrical resistance of the measuring resistor is known very precisely. In the vehicle sector, it is also necessary that the most exact measurement possible is ensured over the entire service life of the vehicle or the sensor, regardless of the temperature or external influences.
Bisher werden daher für den Messwiderstand spezielle Legierungen verwendet, beispielsweise eine Kupfer-Nickel-Mangan-Legierung, die sowohl eine geringe zeitliche Veränderung des elektrischen Widerstandes wie auch eine geringe Empfindlichkeit bei Temperaturänderungen aufweist.So far, therefore, special alloys have been used for the measuring resistor, for example a copper-nickel-manganese alloy, which has both a small change in electrical resistance over time and a low sensitivity to temperature changes.
Diese Legierungen sind aber sehr teuer. Des Weiteren ist die Verarbeitung dieser Materialien sehr aufwändig, da diese mit dem Material des übrigen Stromsensors verbunden werden müssen.However, these alloys are very expensive. Furthermore, the processing of these materials is very complex, since they have to be connected to the material of the rest of the current sensor.
Um die Genauigkeit von Stromsensoren mit Messwiderständen, insbesondere mit Messwiderständen, die eine größere Temperaturabhängigkeit oder Alterungsdrift aufweisen, zu verbessern, sind aus dem Stand der Technik Stromsensoren bekannt, die während des Betriebes ständig nachkalibiriert werden. Bei diesen Stromsensoren wird über die gesamte Lebensdauer des Stromsensors der elektrische Widerstand des Messwiderstandes oder ein Korrekturwert für den elektrischen Widerstand des Messwiderstandes bestimmt, um temperatur- oder alterungsbedingte Änderungen des elektrischen Widerstandes des Messwiderstandes zu kompensieren.In order to improve the accuracy of current sensors with measuring resistors, in particular with measuring resistors that have a greater temperature dependency or aging drift, current sensors are known from the prior art that are constantly recalibrated during operation. With these current sensors, the electrical resistance of the measuring resistor or a correction value for the electrical resistance of the measuring resistor is determined over the entire service life of the current sensor in order to compensate for changes in the electrical resistance of the measuring resistor caused by temperature or aging.
Bei einem bekannten Verfahren wird ein hochpräziser Referenzwiderstand parallel zum Messwiderstand angeordnet und kurzzeitig ein Teil des Laststromes über den Referenzwiderstand geleitet. Der Spannungsabfall am Messwiderstand sinkt entsprechend dem abgezweigten Stromimpuls. Die Höhe dieses Stromimpulses wird am Referenzwiderstand bestimmt. Aus dem Verhältnis des Absinkens des Spannungsabfalls am Messwiderstand und dem am Referenzwiderstand bestimmten Stromimpuls kann der elektrische Widerstand des Messwiderstandes oder einen Korrekturwert für den elektrischen Widerstand des Messwiderstandes berechnet werden.In a known method, a high-precision reference resistor is arranged parallel to the measuring resistor and part of the load current is briefly passed through the reference resistor. The voltage drop across the measuring resistor decreases according to the branched current pulse. The height of this current pulse is determined at the reference resistor. The electrical resistance of the measuring resistor or a correction value for the electrical resistance of the measuring resistor can be calculated from the ratio of the decrease in the voltage drop across the measuring resistor and the current pulse determined at the reference resistor.
Um den elektrischen Widerstand des Messwiderstandes genau bestimmen zu können, ist es aber erforderlich, dass zum Zeitpunkt der Bestimmung des elektrischen Widerstandes ein möglichst konstanter Laststrom anliegt. Verändert sich der Laststrom vor oder während ein Teil des Laststroms über den Referenzwiderstand geleitet wird, kann dies die Genauigkeit der Bestimmung des Stromimpulses über den Referenzwiderstand und somit des elektrischen Widerstandes des Messwiderstandes beeinflussen.In order to be able to precisely determine the electrical resistance of the measuring resistor, however, it is necessary that a load current that is as constant as possible is present at the time the electrical resistance is determined. If the load current changes before or while part of the load current is passed through the reference resistor, this can affect the accuracy of the determination of the current pulse through the reference resistor and thus the electrical resistance of the measuring resistor.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betrieb eines Stromsensors bereitzustellen, das eine genauere Messung des Laststroms ermöglicht. Aufgabe der Erfindung ist es des Weiteren, einen Stromsensor bereitzustellen, der eine genauere Bestimmung des Laststroms ermöglicht.The object of the invention is to provide a method for operating a current sensor which enables the load current to be measured more precisely. Another object of the invention is to provide a current sensor which enables the load current to be determined more precisely.
Zur Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren zum Betrieb eines Stromsensors vorgesehen, der einen ersten Messwiderstand, einen zweiten Messwiderstand sowie einen Referenzwiderstand aufweist, wobei der erste Messwiderstand und der zweite Messwiderstand in Reihe zwischen einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss des Stromsensors angeordnet sind, und wobei der Referenzwiderstand in einem ersten Messzustand vom ersten Messwiderstand und vom zweiten Messwiderstand elektrisch getrennt ist und der Referenzwiderstand in einem zweiten Messzustand elektrisch parallel zum ersten Messwiderstand geschaltet ist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- a) im ersten Messzustand Ermitteln des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand und des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand und Bestimmen des Verhältnisses des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand und des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand,
- b) im zweiten Messzustand Ermitteln des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand, Des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand sowie des Spannungsabfalls am Referenzwiderstand und Bestimmen des elektrischen Widerstandes des ersten Messwiderstandes und Bestimmen des elektrischen Widerstandes des zweiten Messwiderstandes aus den ermittelten Spannungsabfällen, dem elektrischen Widerstand des Referenzwiderstandes und dem im ersten Messzustand bestimmten Verhältnis der Spannungsabfälle des ersten Messwiderstandes und des zweiten Messwiderstandes.
- a) in the first measurement state, determining the voltage drop across the first measurement resistor and the voltage drop across the second measurement resistor and determining the ratio of the voltage drop across the first measurement resistor and the voltage drop across the second measurement resistor,
- b) In the second measurement state, determining the voltage drop across the first measurement resistor, the voltage drop across the second measurement resistor and the voltage drop across the reference resistor and determining the electrical resistance of the first measurement resistor and determining the electrical resistance of the second measurement resistor from the voltage drops determined, the electrical resistance of the reference resistor and the in the first measuring state determined ratio of the voltage drops of the first measuring resistor and the second measuring resistor.
Im Schritt a) wird zunächst im ersten Messzustand das Verhältnis der elektrischen Widerstände des ersten und des zweiten Messwiderstandes ermittelt. Hierzu ist es nicht erforderlich, den elektrischen Widerstand des ersten und/oder des zweiten Messwiderstandes zu kennen. Da die Messwiderstände elektrisch in Reihe angeordnet sind, wirken sich zudem Stromschwankungen in gleichem Masse auf die Spannungsabfälle an beiden Messwiderständen aus, so dass auch bei Auftreten von Stromschwankungen eine Bestimmung des Verhältnisses der elektrischen Widerstände der beiden Messwiderstände erfolgen kann.In step a), the ratio of the electrical resistances of the first and the second measuring resistor is first determined in the first measuring state. For this it is not necessary to adjust the electrical resistance of the first and / or the second To know the measuring resistor. Since the measuring resistors are arranged electrically in series, current fluctuations also have the same effect on the voltage drops across both measuring resistors, so that the ratio of the electrical resistances of the two measuring resistors can also be determined if current fluctuations occur.
Im Schritt b) wird anschließend im zweiten Messzustand der elektrische Widerstand des ersten Messwiderstandes bestimmt. In diesem Messzustand wird der Referenzwiderstand, dessen elektrischer Widerstand sehr genau bekannt ist, parallel zum ersten Widerstand geschaltet und es werden die Spannungsabfälle am ersten Messwiderstand, am zweiten Messwiderstand sowie am Referenzwiderstand gemessen. Durch den am Referenzwiderstand erfassten Spannungsabfall sowie dem bekannten elektrischen Widerstand des Referenzwiderstandes kann der Anteil des Stroms, der über den Referenzwiderstand fließt, bestimmt werden. Der durch den Stromsensor fließende Strom fließt vollständig durch den zweiten Messwiderstand und teilt sich auf die in Reihe zum zweiten Messwiderstand angeordneten Strompfade des ersten Messwiderstandes und des parallel zu diesem angeordneten Referenzwiderstandes auf. Der durch den zweiten Messwiderstand fließende Strom entspricht also den addierten Strömen durch den ersten Messwiderstand und den Referenzwiderstand. Aus dem vorab ermittelten Verhältnis der elektrischen Widerstände des ersten und des zweiten Messwiderstandes, den gemessenen Spannungsabfällen am ersten und am zweiten Messwiderstand sowie dem ermittelten Strom über den Referenzwiederstand kann der elektrische Widerstand des ersten Messwiderstandes berechnet werden.In step b), the electrical resistance of the first measuring resistor is then determined in the second measuring state. In this measurement state, the reference resistor, the electrical resistance of which is known very precisely, is connected in parallel to the first resistor and the voltage drops across the first measurement resistor, the second measurement resistor and the reference resistor are measured. The voltage drop detected at the reference resistor and the known electrical resistance of the reference resistor can be used to determine the proportion of the current that flows through the reference resistor. The current flowing through the current sensor flows completely through the second measuring resistor and is divided between the current paths of the first measuring resistor and the reference resistor arranged parallel to this, which are arranged in series with the second measuring resistor. The current flowing through the second measuring resistor therefore corresponds to the added currents through the first measuring resistor and the reference resistor. The electrical resistance of the first measuring resistor can be calculated from the previously determined ratio of the electrical resistances of the first and second measuring resistors, the measured voltage drops at the first and second measuring resistors and the determined current via the reference resistor.
Zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes des ersten Messwiderstandes ist es lediglich erforderlich, die Spannungsabfälle an den Messwiderständen sowie am Referenzwiderstand zu ermitteln. Des Weiteren müssen der elektrische Widerstand des Referenzwiderstandes sowie das Verhältnis der elektrischen Widerstände des ersten und des zweiten Messwiderstandes bekannt sein. Eine Kenntnis des elektrischen Widerstandes des ersten oder des zweiten Messwiderstandes ist nicht erforderl ich.To determine the electrical resistance of the first measuring resistor, it is only necessary to determine the voltage drops at the measuring resistors and at the reference resistor. Furthermore, the electrical resistance of the reference resistor and the ratio of the electrical resistances of the first and the second measuring resistor must be known. It is not necessary to know the electrical resistance of the first or the second measuring resistor.
Gegebenenfalls vorhandene Schwankungen im Laststrom während des zweiten Messzustandes treten auch am zweiten Messwiderstand auf und können daher einfach erfasst werden. Diese Schwankungen können somit bei der Bestimmung des elektrischen Widerstandes des ersten Messwiderstandes berücksichtigt werden. Schwankungen im Laststrom können somit bei der Bestimmung des elektrischen Widerstandes des ersten Messwiderstandes berücksichtigt werden, so dass der elektrische Widerstand des ersten Messwiderstandes genauer bestimmt werden kann.Any fluctuations in the load current that may exist during the second measurement state also occur on the second measurement resistor and can therefore be easily detected. These fluctuations can thus be taken into account when determining the electrical resistance of the first measuring resistor. Fluctuations in the load current can thus be taken into account when determining the electrical resistance of the first measuring resistor, so that the electrical resistance of the first measuring resistor can be determined more precisely.
Nach Schritt b) wird vorzugsweise folgender Schritt durchgeführt:
- c) Im ersten Messzustand Ermitteln des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand und des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand und Bestimmen des Verhältnisses des Spannungsabfalls am ersten Messwiderstand und des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand und Bestimmen des elektrischen Widerstandes des zweiten Messwiderstandes aus den ermittelten Spannungsabfällen am ersten Messwiderstand und am zweiten Messwiderstand und dem in Schritt b) ermittelten elektrischen Widerstandes des zweiten Messwiderstandes.
- c) In the first measurement state, determining the voltage drop across the first measurement resistor and the voltage drop across the second measurement resistor and determining the ratio of the voltage drop across the first measurement resistor and the voltage drop across the second measurement resistor and determining the electrical resistance of the second measurement resistor from the determined voltage drops across the first measurement resistor and the second Measuring resistor and the electrical resistance of the second measuring resistor determined in step b).
Ist der elektrische Widerstand des ersten Messwiderstandes bekannt, kann anschließend in einem Schritt c) im ersten Messzustand der elektrische Widerstand des zweiten Messwiderstandes bestimmt werden. Hierzu wird im zweiten Messzustand der Referenzwiderstand vom ersten Messwiderstand getrennt, so dass kein Strom über den Referenzwiderstand fließt. Der Strom fließt somit vollständig über den ersten Messwiderstand und den in Reihe zu diesem angeordneten zweiten Messwiderstand.If the electrical resistance of the first measuring resistor is known, the electrical resistance of the second measuring resistor can then be determined in a step c) in the first measuring state. For this purpose, the reference resistor is separated from the first measuring resistor in the second measuring state, so that no current flows through the reference resistor. The current thus flows completely through the first measuring resistor and the second measuring resistor arranged in series with it.
Zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes des zweiten Messwiderstandes wird der Spannungsabfall am ersten Messwiderstand erfasst und aus dem Spannungsabfall sowie dem bekannten bzw. dem im ersten Messzustand ermittelten elektrischen Widerstand des ersten Messwiderstandes die Stromstärke des Stroms bestimmt. Des Weiteren wird der Spannungsabfall über den zweiten Messwiderstand bestimmt. Da durch die Reihenschaltung der über beide Messwiderstände fließende Strom gleich groß sein muss, ist der über den zweiten Messwiderstand fließende Strom bekannt. Aus dem Strom sowie dem erfassten Spannungsabfall kann somit der elektrische Widerstand des zweiten Messwiderstandes bestimmt werden.To determine the electrical resistance of the second measuring resistor, the voltage drop at the first measuring resistor is recorded and the amperage of the current is determined from the voltage drop and the known electrical resistance of the first measuring resistor or the one determined in the first measuring state. The voltage drop across the second measuring resistor is also determined. Since the series connection means that the current flowing through both measuring resistors must be the same, the current flowing through the second measuring resistor is known. The electrical resistance of the second measuring resistor can thus be determined from the current and the detected voltage drop.
Stromschwankungen wirken sich aufgrund der Reihenschaltung der Messwiderstände auf die Erfassung der Spannungsabfälle bei beiden Messwiderständen aus. Eine am ersten Messwiderstand ermittelte Stromänderung kann somit bei der Bestimmung des elektrischen Widerstandes des zweiten Messwiderstand des berücksichtigt werden.Due to the series connection of the measuring resistors, current fluctuations affect the detection of the voltage drops for both measuring resistors. A change in current determined at the first measuring resistor can thus be taken into account when determining the electrical resistance of the second measuring resistor.
Durch das vorstehend beschriebene Verfahren können die elektrischen Widerstände der Messwiderstände unabhängig von Stromschwankungen sehr genau bestimmt werden. Voraussetzung ist lediglich, dass das in Schritt a) ermittelte Verhältnis der elektrischen Widerstände des ersten und des zweiten Messwiderstandes bekannt ist und sich während der Bestimmung der elektrischen Widerstände der Messwiderstände nicht ändert.With the method described above, the electrical resistances of the measuring resistors can be determined very precisely regardless of current fluctuations. The only requirement is that the ratio of the electrical resistances of the first and the second determined in step a) Measuring resistor is known and does not change during the determination of the electrical resistances of the measuring resistors.
Zudem erfolgt in beiden Messzuständen eine Bestimmung der Stromstärke des durch den Stromsensor fließenden Stroms, so dass eine unterbrechungsfreie Strommessung sichergestellt ist.In addition, the current intensity of the current flowing through the current sensor is determined in both measurement states, so that an uninterrupted current measurement is ensured.
Die Schritte b) und c) werden vorzugsweise wechselweise wiederholt, so dass ein ständiger Abgleich der beiden Messwiderstände bzw. der elektrischen Widerstände der Messwiderstände erfolgt. Insbesondere können durch den wechselweisen Abgleich die elektrischen Widerstände der Messwiderstand durch Iteration genauer bestimmt werden.Steps b) and c) are preferably repeated alternately so that the two measuring resistors or the electrical resistances of the measuring resistors are constantly compared. In particular, through the alternating adjustment, the electrical resistances of the measuring resistor can be determined more precisely by iteration.
Vor Schritt a) kann optional der elektrische Widerstand des ersten Messwiderstandes bestimmt werden.Before step a), the electrical resistance of the first measuring resistor can optionally be determined.
Das Verfahren kann beispielsweise im ersten Messzustand folgende Schritte aufweisen:
- - der über den ersten Messwiderstand fließende Strom aus dem Spannungsabfall am ersten Messwiderstand und dem elektrischen Widerstand des ersten Messwiderstandes bestimmt wird und/oder
- - der über den zweiten Messwiderstand fließende Strom aus dem Spannungsabfall am zweiten Messwiderstand und dem elektrischen Widerstand des zweiten Messwiderstandes bestimmt wird
- - und der über den Stromsensor fließende Laststrom aus dem über den ersten Messwiderstand fließenden Strom und/oder dem über den zweiten Messwiderstand fließenden Strom ermittelt wird.
- the current flowing through the first measuring resistor is determined from the voltage drop across the first measuring resistor and the electrical resistance of the first measuring resistor and / or
- the current flowing through the second measuring resistor is determined from the voltage drop across the second measuring resistor and the electrical resistance of the second measuring resistor
- and the load current flowing via the current sensor is determined from the current flowing via the first measuring resistor and / or the current flowing via the second measuring resistor.
Das Verfahren kann im zweiten Messzustand folgende Schritte aufweisen:
- - der über den ersten Messwiderstand fließende Strom aus dem Spannungsabfall am ersten Messwiderstand und dem elektrischen Widerstand des ersten Messwiderstandes bestimmt wird und/oder
- - der über den zweiten Messwiderstand fließende Strom aus dem Spannungsabfall am zweiten Messwiderstand und dem elektrischen Widerstand des zweiten Messwiderstandes bestimmt wird,
- - der über den Referenzwiderstand fließende Strom aus dem Spannungsabfall am Referenzwiderstand und dem elektrischen Widerstand des Referenzwiderstandes bestimmt wird
- - und der über den Stromsensor fließende Strom aus dem über den zweiten Messwiderstand fließenden Strom und/oder aus den addierten über den ersten Messwiderstand und den Referenzwiderstand fließenden Strömen ermittelt wird.
- the current flowing through the first measuring resistor is determined from the voltage drop across the first measuring resistor and the electrical resistance of the first measuring resistor and / or
- - the current flowing through the second measuring resistor is determined from the voltage drop across the second measuring resistor and the electrical resistance of the second measuring resistor,
- - The current flowing through the reference resistor is determined from the voltage drop across the reference resistor and the electrical resistance of the reference resistor
- and the current flowing via the current sensor is determined from the current flowing via the second measuring resistor and / or from the added currents flowing via the first measuring resistor and the reference resistor.
Die Spannungsabfälle am ersten Messwiderstand, am zweiten Messwiderstand und am Referenzwiderstand jeweils mit einer Spannungserfassungseinrichtung erfasst werden. Es erfolgt also eine direkte Erfassung der Spannungsabfälle.The voltage drops at the first measuring resistor, the second measuring resistor and the reference resistor are each recorded with a voltage detection device. The voltage drops are therefore recorded directly.
Es ist aber auch möglich, einzelne Spannungsabfälle rechnerisch aus gemessenen Spannungsabfällen zu ermitteln. Beispielsweise kann zur Ermittlung des Spannungsabfalls am zweiten Messwiderstand der Spannungsabfall am ersten Messwiderstand sowie der Spannungsabfall am ersten Messwiderstand und am zweiten Messwiderstand, also der Gesamtspannungsabfall über den Stromsensor, erfasst werden und der Spannungsabfall am zweiten Messwiderstand aus der Differenz der erfassten Spannungsabfälle ermittelt werden.However, it is also possible to calculate individual voltage drops from measured voltage drops. For example, to determine the voltage drop at the second measuring resistor, the voltage drop at the first measuring resistor and the voltage drop at the first measuring resistor and at the second measuring resistor, i.e. the total voltage drop across the current sensor, can be detected and the voltage drop at the second measuring resistor can be determined from the difference between the detected voltage drops.
Zusätzlich kann im ersten und/oder im zweiten Messzustand der Spannungsabfall zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss erfasst werden. Der Spannungsabfall zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss kann zum Abgleich der gemessenen Spannungsabfälle über den ersten Messwiderstand bzw. den ersten Messwiderstand und den Referenzwiderstand und dem Spannungsabfall über den zweiten Messwiderstand verwendet werden, so dass der die Genauigkeit der Messungen, insbesondere bei kleinen Strömen, verbessert werden kann.In addition, the voltage drop between the first connection and the second connection can be detected in the first and / or in the second measurement state. The voltage drop between the first connection and the second connection can be used to adjust the measured voltage drops across the first measuring resistor or the first measuring resistor and the reference resistor and the voltage drop across the second measuring resistor, so that the accuracy of the measurements, especially with small currents , can be improved.
Zur Lösung der Aufgabe ist des Weiteren ein Stromsensor zur Messung eines Batteriestroms, insbesondere einer Fahrzeugbatterie, vorgesehen, mit einem ersten Messwiderstand, einem zweiten Messwiderstand sowie einem Referenzwiderstand. Der erste Messwiderstand und der zweite Messwiderstand sind in Reihe zwischen einem ersten und einem zweiten Anschluss des Stromsensors angeordnet. Der Referenzwiderstand kann parallel zum ersten Messwiderstand geschaltet werden. Der Stromsensor hat des Weiteren eine erste Spannungserfassungseinrichtung zur Erfassung des Spannungsabfall über den ersten Messwiderstand, eine zweite Spannungserfassungseinrichtung zur Erfassung des Spannungsabfalls über den zweiten über Messwiderstand und eine Referenzwiderstand-Spannungserfassungseinrichtung zur Erfassung des Spannungsabfalls über den Referenzwiderstand sowie eine Auswerteschaltung zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes des ersten und des zweiten Messwiderstandes mit einem vorstehend beschriebenen Verfahren.To achieve the object, a current sensor for measuring a battery current, in particular a vehicle battery, is also provided, with a first measuring resistor, a second measuring resistor and a reference resistor. The first measuring resistor and the second measuring resistor are arranged in series between a first and a second connection of the current sensor. The reference resistor can be connected in parallel to the first measuring resistor. The current sensor also has a first voltage detection device for detecting the voltage drop across the first measuring resistor, a second voltage detection device for detecting the voltage drop across the second measuring resistor and a reference resistor voltage detection device for detecting the voltage drop across the reference resistor and an evaluation circuit for determining the electrical resistance of the first and second measuring resistors with a method described above.
Es sei erwähnt, dass die Reihenfolge der Messwiderstand in Stromrichtung bzw. zwischen den Anschlüssen beliebig variiert werden kann. Es ist lediglich erforderlich, dass ein erster und ein zweiter Messwiderstand in Reihe geschaltet sind und ein Referenzwiderstand zeitweise parallel zu einem der Messwiderstände geschaltet werden kann bzw. von diesen getrennt werden kann, sowie dass die Spannungsabfälle an den Widerständen jeweils einzeln, beispielsweise mit einer Spannungserfassungseinrichtung erfasst werden können.It should be mentioned that the sequence of the measuring resistor in the current direction or between the connections can be varied as desired. It is only necessary that a first and a second measuring resistor are connected in series and a reference resistor can be connected temporarily in parallel to one of the measuring resistors or can be separated from them, and that the voltage drops across the resistors are each individually, for example with a voltage detection device can be captured.
Vorzugsweise ist ein Schaltelement vorgesehen, das in einer geschlossenen Stellung die Parallelschaltung des Referenzwiderstandes zum ersten Messwiderstand herstellt und in einer offenen Stellung den Referenzwiderstand vom ersten Messwiderstand trennt. Mit einem solchen Schaltelement kann der Referenzwiderstand auf einfache Weise zum ersten Messwiderstand parallel geschaltet oder von diesen getrennt werden.A switching element is preferably provided which, in a closed position, establishes the parallel connection of the reference resistor to the first measuring resistor and, in an open position, separates the reference resistor from the first measuring resistor. With such a switching element, the reference resistor can easily be connected in parallel to or separated from the first measuring resistor.
Vorzugsweise sind die elektrischen Widerstände des ersten Messwiderstandes und des zweiten Messwiderstandes im Wesentlichen gleich groß.The electrical resistances of the first measuring resistor and of the second measuring resistor are preferably essentially the same size.
Optional kann eine dritte Spannungserfassungseinrichtung zur Erfassung eines Spannungsabfalls über den ersten Messwiderstand und den zweiten Messwiderstand vorgesehen sein.Optionally, a third voltage detection device can be provided for detecting a voltage drop across the first measuring resistor and the second measuring resistor.
Die Messwiderstände können jeweils durch ein Widerstandselement gebildet sein. Es ist aber auch möglich, dass der erste Messwiderstand und/oder der zweite Messwiderstand zumindest zwei in Reihe und/oder parallel angeordnete Messwiderstandelemente aufweist.The measuring resistors can each be formed by a resistance element. However, it is also possible for the first measuring resistor and / or the second measuring resistor to have at least two measuring resistor elements arranged in series and / or in parallel.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen
-
1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromsensors, -
2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromsensors, und -
3 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromsensors.
-
1 a first embodiment of a current sensor according to the invention, -
2 a second embodiment of a current sensor according to the invention, and -
3 a third embodiment of a current sensor according to the invention.
In
Der Stromsensor
Der Stromsensor
Des Weiteren ist ein Referenzwiderstand
Am Referenzwiderstand
Am Referenzwiderstand
Fließt über den Stromsensor
Aufgrund von Temperaturänderungen, äußeren Einflüssen oder durch Alterung kann es aber zu einer Veränderung des elektrischen Widerstandes der Messwiderstände
Dies erfolgt mit dem nachfolgend im Detail beschriebenen Verfahren.This is done using the method described in detail below.
Zunächst ist das Schaltelement
Es gilt
Anschließend wird in einem zweiten Messzustand das Schaltelement
Zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes des ersten Messwiderstandes
Im zweiten Messzustand fließt der gesamte Laststrom
Es gilt also:
Aus 12 = U2/R2 und a= U2/U1 ergibt sich
Es ist also nicht erforderlich, den elektrischen Widerstand des ersten oder des zweiten Messwiderstandes
Ist der elektrische Widerstand des ersten Messwiderstandes
Anschließend wird über die Spannungserfassungseinrichtung
Des Weiteren wird mit der zweiten Spannungserfassungseinrichtung
Der erstem Messzustand und der zweite Messzustand werden vorzugsweise wechselweise durchgeführt, so dass ein ständiger Abgleich der elektrischen Widerstände des ersten Messwiderstandes
Der Vorteil des vorstehend beschriebenen Verfahrens liegt darin, dass permanent der gesamte Laststrom bzw. dessen Verlauf bestimmt wird, so dass Schwankungen im Laststrom bei der Bestimmung der elektrischen Widerstände der Messwiderstände
Des Weiteren erfolgt stets eine Bestimmung des Laststroms aus dem Spannungsabfall am ersten und/oder am zweiten Messwiderstand
Für das vorstehend beschriebene Verfahren ist die Position des ersten Messwiderstandes
Der in
Dieser Spannungsabfall kann zum Abgleich mit den vorstehend beschriebenen Spannungsabfällen bzw. zur Verbesserung der Bestimmung der Stromstärken an den einzelnen Messwiderständen
Vorzugsweise sind die elektrischen Widerstände der Messwiderstände
Das Schaltelement
Das vorstehend beschriebene Verfahren wird üblicherweise durch eine Steuerung ausgeführt, in der die elektrischen Widerstände der Messwiderstände
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- StromsensorCurrent sensor
- 1212th
- LaststromLoad current
- 1414th
- FahrzeugbatterieVehicle battery
- 1616
- erster Anschlussfirst connection
- 1818th
- zweiter Anschlusssecond connection
- 2020th
- erster Messwiderstandfirst measuring resistor
- 2222nd
- zweiter Messwiderstandsecond measuring resistor
- 2424
- erste Spannungserfassungseinrichtungfirst voltage detection means
- 2626th
- zweite Spannungserfassungseinrichtungsecond voltage detection means
- 2828
- AnschlussstelleJunction
- 3030th
- AnschlussstelleJunction
- 3232
- AnschlussstelleJunction
- 3434
- AnschlussstelleJunction
- 3636
- ReferenzwiderstandReference resistance
- 3838
- AnschlussstelleJunction
- 4040
- AnschlussstelleJunction
- 4242
- SchaltelementSwitching element
- 4444
- AnschlussstelleJunction
- 4646
- AnschlussstelleJunction
- 4848
- Referenzwiderstand-SpannungserfassungseinrichtungReference resistance voltage detection device
- 5050
- dritte Spannungserfassungseinrichtungthird voltage detection means
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019215754.8A DE102019215754A1 (en) | 2019-10-14 | 2019-10-14 | Method of operating a current sensor and current sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019215754.8A DE102019215754A1 (en) | 2019-10-14 | 2019-10-14 | Method of operating a current sensor and current sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019215754A1 true DE102019215754A1 (en) | 2021-04-15 |
Family
ID=75155211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019215754.8A Pending DE102019215754A1 (en) | 2019-10-14 | 2019-10-14 | Method of operating a current sensor and current sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019215754A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021205279A1 (en) | 2021-05-25 | 2022-12-01 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Current measuring resistor for measuring an electric current |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016202500A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Continental Automotive Gmbh | Battery sensor, method for calibrating a measuring resistor and use |
DE102017219016A1 (en) * | 2017-10-24 | 2019-04-25 | Continental Automotive Gmbh | Method for operating a battery sensor and battery sensor |
-
2019
- 2019-10-14 DE DE102019215754.8A patent/DE102019215754A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016202500A1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Continental Automotive Gmbh | Battery sensor, method for calibrating a measuring resistor and use |
DE102017219016A1 (en) * | 2017-10-24 | 2019-04-25 | Continental Automotive Gmbh | Method for operating a battery sensor and battery sensor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021205279A1 (en) | 2021-05-25 | 2022-12-01 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Current measuring resistor for measuring an electric current |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2981833B1 (en) | Measuring resistor and corresponding measuring method | |
EP3134742B1 (en) | Temperature correction for current measuring via shunt | |
EP2156198B1 (en) | Operation method and switch arrangement for a capacitive micromechanical sensor with analog reset | |
DE102017219016A1 (en) | Method for operating a battery sensor and battery sensor | |
DE102005024075B4 (en) | Method and device for measuring a current flowing in an electrical conductor | |
EP2656034B1 (en) | Core temperature sensor | |
DE102016202500A1 (en) | Battery sensor, method for calibrating a measuring resistor and use | |
DE102017223535A1 (en) | Method and battery sensor for determining a load current | |
EP3341746B1 (en) | Method and arrangement for determining the transverse sensitivity of magnetic field sensors | |
DE102016204941A1 (en) | Method for determining a load current and battery sensor | |
DE102017203535A1 (en) | Current sensor with optimized current density distribution, method for determining a load current | |
DE102017221612A1 (en) | Current sensor and method for measuring an electrical current | |
WO2017140496A1 (en) | Measuring resistor calibration device, method for calibrating a measuring resistor, and battery sensor | |
EP3640651B1 (en) | Operation method of a current sensor and current sensor | |
DE102019215754A1 (en) | Method of operating a current sensor and current sensor | |
DE102019218308A1 (en) | Resistor assembly for current sensor and current sensor and method for measuring a battery current | |
EP2174146B1 (en) | Arrangement and method for measuring a current flowing in an electrical conductor | |
DE102006030337B4 (en) | Method for controlling a seat heating of a vehicle seat, and seat heating | |
DE10240243A1 (en) | Current measurement arrangement, comprising two current sensors for low and high current ranges, has zero point drift compensation based on combined evaluation of current measurements from both sensors | |
DE102019200062A1 (en) | Battery sensor and method for operating a battery sensor | |
DE102008013427A1 (en) | Arrangement for measuring a current intensity, switching arrangement and method for measuring a current intensity | |
EP3640652B1 (en) | Battery sensor and method for operating same | |
EP3640656A1 (en) | Method of operating a battery sensor and battery sensor | |
EP1879005B1 (en) | Method for testing a temperature sensor with at least two temperature-sensitive resistances | |
DE102016202501A1 (en) | Method for determining a calibration current pulse |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |